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ACÚSTICA Ondas sonoras (Capítulo 19) Prof. Diones Charles Física 2.

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1 ACÚSTICA Ondas sonoras (Capítulo 19) Prof. Diones Charles Física 2

2 INTRODUÇÃO É o segmento da Física que interpreta o comportamento das ondas sonoras audíveis frente aos diversos fenômenos ondulatórios. ONDA SONORA: Onda mecânica, longitudinal e tridimensional.

3 VELOCIDADE DO SOM A velocidade do som depende das condições do meio em que ele se propaga. Aviões supersônicos: possuem velocidade maior que o som no ar. MeioTemperaturaV (m/s) Ar 20º C340 Água 0º C1500 Ferro 0º C4480

4 FISIOLOGIA DA AUDIÇÃO Ouvido externo: capta o som. Tímpano leva o som para o ouvido médio (martelo, bigorna e estribo) Quando o som chega no ouvido interno ele é amplificado de 30 a 60 vezes pela janela oval no inicio do labirinto e caracol. No ouvido interno estão as terminações nervosas que se comunicam com o cérebro).

5 ALTURA DO SOM Qualidade que permite diferenciar som grave e som agudo. A altura de um som depende apenas de sua frequência.

6 ALTURA DO SOM 20 Hz20 kHz Som AudívelInfra – SomUltra – Som Altura Som Audível Alto: Baixo: AGUDO GRAVE (Alta frequência) (baixa frequência)

7 INTERVALO ACÚSTICO O Intervalo entre dois sons é a razão entre as frequências destes sons. Se I = 2; dizemos que o intervalo entre os dois sons é uma oitava. Intervalo AcústicoRazão de frequência Uníssono1:1 Oitava2:1 Tom maior9:8 Tom menor10:9 Semitom16:15

8 INTENSIDADE SONORA É a quantidade de energia sonora que atravessa a unidade área de uma superfície disposta perpendicularmente à direção de propagação, na unidade de tempo. A unidade de potência no SI é watt (W); A unidade de intensidade é w/m². DEFINIÇÃO:

9 INTENSIDADE SONORA Potência da fonte (Watts) Área atravessada pelo som (m 2 ) I (W/m 2 ) SILENCIO ABSOLUTO POLUIÇÃO SONORA SOM FISIOLÓGICO LIMIAR DE AUDIBILIDADE

10 INTENSIDADE SONORA Exemplo: Uma onda sonora incide continua e perpendicularmente a uma superfície de área igual a 9,0x10 -2 m², de modo que, num intervalo de tempo igual a 2 segundos, a energia incidente na superfície equivale 7,2x10 -2 J. Determine: a)A potência incidente na superfície; b)A intensidade da onda na superfície.

11 INTENSIDADE SONORA SOM FORTE Intensidade Alta Onda Sonora com amplitude Alta SOM FRACO Baixa Intensidade Onda Sonora com amplitude baixa

12 NÍVEL SONORO É a intensidade sonora percebida ou detectada pelo sistema auditivo humano. DEFINIÇÃO MATEMÁTICA: decibel 0120 SILÊNCIO ABSOLUTO SOM FISIOLÓGICO POLUIÇÃO SONORA Limiar de audibilidadeLimiar de dor

13 NÍVEL SONORO I 0 = W/m² Obs.: log 10 x = x log (x.y) = log x + log y log A = x => A = 10 x 1 B = 1 bel = 10 decibels = 10dB

14 NÍVEL SONORO Exemplos: 1)Sabendo que a menor intensidade sonora audível do ser humano é I 0 = W/m 2, determine o nível sonoro de: a)Um som cuja intensidade é I = W/m²; b)I 0 2) Calcule o níveo sonoro de um som cuja intensidade é I = 2,0x10 -8 W/m², sabendo que log 2 = 0,3. Expresse o valor em decíbels. 3) Calcule a intensidade sonoro (I) de um som cujo nível sonoro é 90 Db.

15 TIMBRE Está relacionado à forma da onda. Permite distinguir dois sons de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes distintas.

16 REFLEXÃO DO SOM Quando as ondas sonoras atingem um obstáculo fixo, como uma parede, elas sofrem reflexão com inversão de fase. Persistência auditiva: tempo que leva para deixarmos de perceber um som (0,1s). Eco: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas vezes distintas.

17 FONTES DE ONDAS SONORAS Cordas Sonoras 1º HARMÔNICO Som fundamental 2º HARMÔNICO 3º HARMÔNICO

18 CORDAS SONORAS

19 EFEITO DOPPLER É o fenômeno pelo qual um observador percebe uma frequência diferente daquela emitida por uma fonte, devido ao movimento relativo entre eles. Aproximação Som percebido é mais alto. Afastamento Som percebido é mais baixo.

20 f’ é a frequência ouvida pelo observador; f é a frequência emitida pela fonte; v s é a velocidade do som (340 m/s); v 0 é a velocidade do observador; v F é a velocidade da fonte. Para utilização dessa fórmula, o sinal positivo ou negativo que procede a velocidade v 0 e v F deve ser usado de acordo com a seguinte regra: orienta-se um eixo do observador para a fonte; se o movimento for a favor desse eixo, usa-se o sinal positivo. Se o movimento for contra esse eixo, usa-se o sinal negativo.


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